Um capacitor de 12,5 µF é conectado a uma fonte de emergia que mantém constante uma diferença de potencial de 24,0 V através das placas. Um pedaço de material com constante dielétrica de 3,75 é coloca

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Física - Young and Freedman - Vol 3 - Capítulo 24. Exercício - Ex. 47 
 
47. Um capacitor de 12,5 µF é conectado a uma fonte de 
energia que mantém constante uma diferença de potencial de 
24,0 V através das placas. Um pedaço de material com 
constante dielétrica de 3,75 é colocado entre as placas, 
preenchendo completamente o espaço entre elas. (a) quanta 
energia é armazenada antes e depois da inserção do dielétrico? 
(b) qual foi a variação da energia durante a inserção? Ela 
aumentou ou diminuiu? 
Solução: 
a. O valor da capacitância sem a presença do dielétrico é 12,5 
µF. 
Com o dielétrico C = (3,75) (12,5 µF) = 46,9 µF. 
Antes: 
𝑈 =
1
2
𝐶𝑜𝑉2 = 
1
2
 (12,5 × 10−6𝐹) ( 24,0𝑉)2 = 3,60 × 10−3𝐽 
Depois: 
𝑈 = 
1
2
𝐶𝑉2 = 
1
2
 (46,9 × 10−6𝐹)(24,0𝑉)2 = 13,5 × 10−3𝐽 
 
b. ∆𝑈 = 13,5 × 10−3𝐽 − 3,6 × 10−3𝐽 = 9,9 × 10−3𝐽. A energia 
aumentou.